JPH07297387A - Horizontal semiconductor device - Google Patents

Horizontal semiconductor device

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Publication number
JPH07297387A
JPH07297387A JP8990194A JP8990194A JPH07297387A JP H07297387 A JPH07297387 A JP H07297387A JP 8990194 A JP8990194 A JP 8990194A JP 8990194 A JP8990194 A JP 8990194A JP H07297387 A JPH07297387 A JP H07297387A
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JP
Japan
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semiconductor
sense
electrode
semiconductor region
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP8990194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshibumi Ohata
俊文 大畠
Naoki Sakurai
直樹 櫻井
Yoshitaka Sugawara
良孝 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07297387A publication Critical patent/JPH07297387A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable execution of such a control as to make a main current of a horizontal semiconductor device reach a prescribed value by connecting a sense electrode and a sense terminal by a sense line and by connecting a control electrode of a semiconductor unit cell and a control terminal by a control line. CONSTITUTION:A sense electrode 10 is disposed in a part of one or a plurality of semiconductor unit cells out of a large number of semiconductor unit cells. This sense electrode 10 and a sense terminal are connected by a sense line 11, while a control electrode of one or a plurality of the semiconductor unit cells out of those in large numbers and a control terminal are connected by a control line. The place of disposition of the semiconductor unit cell having the sense electrode 10 or the place of disposition of the semiconductor unit cell having the control electrode connected to the control line 12 is selected properly respectively. According to this constitution, an increase in a main current of a horizontal type semiconductor device is not suppressed before it reaches a prescribed value, and a control of the current can be executed with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、IGBT(絶縁ゲート
バイポーラトランジスタ)や(ESTエミッタスイッチ
トサイリスタ)等の横型半導体装置に係わり、特に、半
導体ユニットセルを横方向に多数蛇行させて集積配置
し、1つまたは複数の半導体ユニットセルに電流センス
機能を持たせ、このセンス機能に基づいて横型半導体装
置全体の電流制御を行う横型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral semiconductor device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or (EST Emitter Switched Thyristor). The present invention relates to a lateral semiconductor device in which one or a plurality of semiconductor unit cells have a current sensing function and current control of the entire lateral semiconductor device is performed based on this sensing function.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、比較的大きな電流を高速度でス
イッチング制御可能な半導体装置としては、これまで縦
型または横型IGBTが知られていたが、比較的最近に
なって、ESTも知られるようになった。そして、この
ESTは、例えば、「Proceedings of
1992 International Sympos
ium on Power Semiconducto
r Devices &ICs,Tokyo」pp.2
56−260に開示されている。
2. Description of the Related Art Generally, a vertical type or a lateral type IGBT has been known as a semiconductor device capable of switching and controlling a relatively large current at a high speed, but EST is also known relatively recently. Became. Then, this EST is, for example, “Proceedings of
1992 International Symposs
ium on Power Semiconductor
r Devices & ICs, Tokyo "pp. Two
56-260.

【0003】ここで、図6(a)、(b)は、既知の横
型IGBTの構成の一例を示す構成図であって、(a)
は平面図、(b)は1つの半導体ユニットセルの横方向
の断面図である。
Here, FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams showing an example of the configuration of a known lateral IGBT, in which FIG.
Is a plan view and (b) is a lateral cross-sectional view of one semiconductor unit cell.

【0004】図6(a)、(b)において、51はn型
低不純物濃度(n−)の半導体基体、52はp型ウエル
領域、53はn型高不純物濃度(n+)のエミッタ領
域、54はp型高不純物濃度(p+)のコレクタ領域、
55はエミッタ電極、56はコレクタ電極、57はゲー
ト電極、58は絶縁膜、59は絶縁層、60はセンス電
極、61はセンスライン、62はゲートラインである。
In FIGS. 6A and 6B, 51 is an n-type low impurity concentration (n-) semiconductor substrate, 52 is a p-type well region, 53 is an n-type high impurity concentration (n +) emitter region, 54 is a p-type high impurity concentration (p +) collector region,
55 is an emitter electrode, 56 is a collector electrode, 57 is a gate electrode, 58 is an insulating film, 59 is an insulating layer, 60 is a sense electrode, 61 is a sense line, and 62 is a gate line.

【0005】そして、n型半導体基体51の1主表面
に、p型ウエル領域52及びp型コレクタ領域54が離
間してそれぞれ選択形成され、このp型ウエル領域52
の表面にn型エミッタ領域53が選択形成される。p型
ウエル領域52及びn型エミッタ領域53の各表面にエ
ミッタ電極55が接触配置され、p型コレクタ領域54
の表面にコレクタ電極56が接触配置される。n型半導
体基体51の1主表面とp型ウエル領域52及びn型エ
ミッタ領域53の各表面とにわたって絶縁膜58を介し
てゲート電極57が配置され、エミッタ電極55とゲー
ト電極57間及びコレクタ電極56とn型半導体基体5
1の1主表面間にそれぞれ絶縁層59が設けられる。ま
た、エミッタ電極55及びコレクタ電極56は、いずれ
も全体として櫛形をなすように構成され、エミッタ電極
55とコレクタ電極56の各歯部が噛合う形に配置構成
される。ゲート電極57も、全体として櫛形をなすよう
に構成される。この場合、図6に図示の枠Aに囲まれた
部分は横型IGBTユニット(単位)セルであって、I
GBTユニットセルAは方向が互いに反転しながら、即
ち、蛇行状態に横方向に連続して形成配置され、全体の
IGBTユニットセルの組合わせにより横型IGBTが
構成される。図6(a)における右端のIGBTユニッ
トセルは、エミッタ電極55の長手方向の一部が離間配
置されており、その離間部分が電流検出用のセンス電極
60を構成している。センス電極60はセンスライン6
1を介してセンス端子(図示なし)に接続され、ゲ−ト
電極57はセンス電極60に近接した部分が制御ライン
62を介して制御端子(図示なし)に接続される。
A p-type well region 52 and a p-type collector region 54 are selectively formed on one main surface of the n-type semiconductor substrate 51 at a distance from each other.
An n-type emitter region 53 is selectively formed on the surface of the. An emitter electrode 55 is arranged in contact with each surface of the p-type well region 52 and the n-type emitter region 53, and a p-type collector region 54 is provided.
The collector electrode 56 is arranged in contact with the surface of the. A gate electrode 57 is arranged over one main surface of the n-type semiconductor substrate 51 and each surface of the p-type well region 52 and the n-type emitter region 53 with an insulating film 58 interposed between the emitter electrode 55 and the gate electrode 57 and the collector electrode. 56 and n-type semiconductor substrate 5
An insulating layer 59 is provided between each one of the main surfaces. Further, the emitter electrode 55 and the collector electrode 56 are both configured so as to form a comb shape as a whole, and are arranged so that the tooth portions of the emitter electrode 55 and the collector electrode 56 mesh with each other. The gate electrode 57 is also configured to have a comb shape as a whole. In this case, the portion surrounded by the frame A shown in FIG. 6 is a lateral IGBT unit (unit) cell, and I
The GBT unit cells A are arranged so that their directions are opposite to each other, that is, they are continuously formed in a meandering state in a lateral direction, and a lateral IGBT is configured by a combination of all the IGBT unit cells. In the IGBT unit cell at the right end in FIG. 6A, a part of the emitter electrode 55 in the longitudinal direction is arranged apart, and the separated part constitutes a sense electrode 60 for current detection. The sense electrode 60 is the sense line 6
1 is connected to a sense terminal (not shown), and a portion of the gate electrode 57 near the sense electrode 60 is connected to a control terminal (not shown) via a control line 62.

【0006】かかる構成の横型IGBTの動作は、当該
技術分野においては、よく知られているところであるの
で、この横型IGBTの動作説明は省略する。
The operation of the lateral IGBT having such a configuration is well known in the art, and therefore the description of the operation of the lateral IGBT will be omitted.

【0007】続く、図7は、前記開示によるESTの構
成の一例を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of the structure of the EST according to the above disclosure.

【0008】図7において、63はn型低不純物濃度
(n−)のドリフト領域、64はp型低不純物濃度(p
−)のベース領域、65はp型高不純物濃度(p+)領
域、66はn型高不純物濃度(n+)領域、67はn型
高不純物濃度(n+)のフローティング領域、68はn
型バッファ領域、69はp型高不純物濃度(p+)のア
ノード領域、70はアノード電極、71はカソード電
極、72はゲート電極、73は絶縁膜、74はn型チャ
ネルである。
In FIG. 7, 63 is an n-type low impurity concentration (n-) drift region, and 64 is a p-type low impurity concentration (p).
-) Base region, 65 is a p-type high impurity concentration (p +) region, 66 is an n-type high impurity concentration (n +) region, 67 is an n-type high impurity concentration (n +) floating region, and 68 is n.
A type buffer region, 69 is a p-type high impurity concentration (p +) anode region, 70 is an anode electrode, 71 is a cathode electrode, 72 is a gate electrode, 73 is an insulating film, and 74 is an n-type channel.

【0009】そして、n型ドリフト領域63の1主表面
にp型ベース領域64とp型領域65を接触するように
選択配置し、これらp型ベース領域64とp型領域65
との隣接部分の表面にn型領域66を選択配置し、p型
ベース領域64の表面にn型領域66と離間させてn型
フローティング領域67を選択配置する。n型ドリフト
領域63の他の主表面にn型バッファ領域68を配置
し、このn型バッファ領域68の表面にp型アノード領
域69を配置する。p型アノード領域69の表面にアノ
ード電極70を接触配置し、p型領域65とn型領域6
6の各表面にカソード電極71を接触配置する。n型ド
リフト領域63の1主表面とp型ベース領域64の表面
とn型フローティング領域67の表面にわたって、及
び、n型フローティング領域67の表面とp型ベース領
域64の表面とn型領域66の表面にわたって、それぞ
れ絶縁膜73を介してゲート電極72が配置される。
Then, p type base region 64 and p type region 65 are selectively arranged on one main surface of n type drift region 63 so as to be in contact with each other, and these p type base region 64 and p type region 65 are provided.
The n-type region 66 is selectively arranged on the surface of a portion adjacent to the n-type region 66, and the n-type floating region 67 is selectively arranged on the surface of the p-type base region 64 so as to be separated from the n-type region 66. N-type buffer region 68 is arranged on the other main surface of n-type drift region 63, and p-type anode region 69 is arranged on the surface of n-type buffer region 68. An anode electrode 70 is disposed in contact with the surface of the p-type anode region 69, and the p-type region 65 and the n-type region 6 are
Cathode electrode 71 is placed in contact with each surface of 6. One main surface of the n-type drift region 63, the surface of the p-type base region 64, and the surface of the n-type floating region 67, and between the surface of the n-type floating region 67, the surface of the p-type base region 64, and the n-type region 66. A gate electrode 72 is arranged over the surface with an insulating film 73 interposed therebetween.

【0010】この場合、図7に図示の1点鎖線で囲んだ
部分、即ち、p型アノード領域69、n型バッファ領域
68、n型ドリフト領域63、p型ベース領域64、n
型フローティング領域67からなる部分は、サイリスタ
部Tを構成し、図8に図示の点線で囲んだ部分、即ち、
p型ベース領域64、n型フローティング領域67、n
型領域66、n型ドリフト領域63からなる部分は、M
OSFET部Mを構成している。
In this case, the portion surrounded by the one-dot chain line shown in FIG. 7, that is, the p-type anode region 69, the n-type buffer region 68, the n-type drift region 63, the p-type base region 64, n.
The portion composed of the mold floating region 67 constitutes the thyristor portion T, and is the portion surrounded by the dotted line shown in FIG.
p-type base region 64, n-type floating region 67, n
The portion formed of the type region 66 and the n-type drift region 63 is M
It constitutes the OSFET section M.

【0011】前記構成によるESTは、概略、次のよう
に動作する。
The EST having the above-mentioned configuration operates as follows.

【0012】まず、MOSFET部Mのゲ−ト電極72
に所定のしきい値を超える制御電圧が印加されないとき
は、MOSFET部Mはオフ状態にあって、サイリスタ
部Tも順方向電流が流れないオフ状態になっている。
First, the gate electrode 72 of the MOSFET section M.
When a control voltage exceeding a predetermined threshold is not applied to the MOSFET section M, the MOSFET section M is in the OFF state, and the thyristor section T is also in the OFF state in which no forward current flows.

【0013】次いで、ゲ−ト電極72に前記所定のしき
い値を超える制御電圧が印加されると、MOSFET部
Mにおけるゲ−ト電極72の下のp型ベース領域64内
にn型チャネル74が形成され、これによって電子流が
n型領域66からn型チャネル74、n型フロ−ティン
グ領域67、n型チャネル74を介してn型ドリフト領
域63に流れ、ホールは、p型アノード領域69からn
型ドリフト領域63内に注入され、p型ベース領域64
内に集められる。この場合、p型ベース領域64は低不
純物濃度であるため、高いシ−ト抵抗(横方向抵抗)を
有し、それによりp型ベース領域64とn型ドリフト領
域63とからなるpn接合部が順バイアスされ、サイリ
スタ部Tがタ−ンオンする。そして、サイリスタ部Tの
タ−ンオンによりこのとき、n型ドリフト領域63に伝
達される電子流及びn型ドリフト領域63に注入される
ホールが増大し、ターンオン状態が保持される。この場
合、n型フロ−ティング領域67は2つのn型チャネル
74を通してカソ−ド電極に接続されているので、MO
SFET部Mはゲート電極72に印加される制御電圧に
よってサイリスタ部Tのオン電流の値を制御することが
できる。
Then, when a control voltage exceeding the predetermined threshold value is applied to the gate electrode 72, an n-type channel 74 is formed in the p-type base region 64 below the gate electrode 72 in the MOSFET section M. Are formed, whereby the electron flow flows from the n-type region 66 to the n-type drift region 63 through the n-type channel 74, the n-type floating region 67, and the n-type channel 74, and the holes form the p-type anode region 69. To n
The p-type base region 64 is implanted into the mold drift region 63.
Collected in. In this case, since the p-type base region 64 has a low impurity concentration, it has a high sheet resistance (lateral resistance), so that the pn junction formed by the p-type base region 64 and the n-type drift region 63 is formed. It is forward biased and the thyristor section T turns on. Then, due to the turn-on of the thyristor portion T, at this time, the electron flow transmitted to the n-type drift region 63 and the holes injected into the n-type drift region 63 increase, and the turn-on state is maintained. In this case, since the n-type floating region 67 is connected to the cathode electrode through the two n-type channels 74, the MO
The SFET part M can control the value of the on-current of the thyristor part T by the control voltage applied to the gate electrode 72.

【0014】このように、前記構成によるESTは、タ
−ンオン時にサイリスタ動作になるので、既知のIGB
Tと比較して順方向電圧降下を低くでき、順方向電圧降
下とタ−ンオフタイムのトレ−ドオフ関係が既知のIG
BTと比較して改善され、耐圧600VのESTにおい
て、約500nsecのタ−ンオフタイムが得られるも
のである。
As described above, the EST having the above-described structure operates as a thyristor at the time of turn-on, so that a known IGB is used.
The forward voltage drop can be made lower than that of T, and the trade-off relationship between the forward voltage drop and the turn-off time is known.
It is improved as compared with BT, and a turn-off time of about 500 nsec can be obtained in an EST having a breakdown voltage of 600V.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、MOSFE
TやIGBT等の横型半導体装置のタ−ンオン速度は、
所定のしきい値を超える制御電圧のゲ−トへの印加タイ
ミングによって決定されるもので、特に、MOSFET
やIGBTのゲート駆動回路が物理的に長いときは、そ
のゲート駆動回路の充電速度、即ち、そのゲート駆動回
路の浮遊容量成分及びゲート駆動回路に直列に加わる抵
抗成分の積に依存するようになる。このため、図6に図
示の前記既知の横型半導体装置(横型IGBT)のよう
に、IGBTユニットセルAが多数横方向に配置され、
制御(ゲート)端子からそれぞれのIGBTユニットセ
ルAに至る各ゲ−ト駆動回路の長さを異にしている構造
の横型IGBTにおいては、それぞれのIGBTユニッ
トセルAのタ−ンオン時間に差が生じるようになる。そ
して、そのタ−ンオン時間の差は、制御(ゲ−ト)端子
から当該IGBTユニットセルAのゲート電極に至るま
でのゲート駆動回路の長さに依存し、その長さが長くな
ればなる程、IGBTユニットセルAのタ−ンオン時間
は遅れるようになる。
By the way, MOSFE
The turn-on speed of lateral semiconductor devices such as T and IGBT is
It is determined by the timing of application of a control voltage exceeding a predetermined threshold value to the gate.
When the gate drive circuit of the IGBT or the IGBT is physically long, it depends on the charging speed of the gate drive circuit, that is, the product of the stray capacitance component of the gate drive circuit and the resistance component added in series to the gate drive circuit. . Therefore, as in the known lateral semiconductor device (lateral IGBT) shown in FIG. 6, a large number of IGBT unit cells A are arranged in the lateral direction,
In the lateral IGBT having a structure in which the length of each gate drive circuit from the control (gate) terminal to each IGBT unit cell A is different, there is a difference in the turn-on time of each IGBT unit cell A. Like The difference in the turn-on time depends on the length of the gate drive circuit from the control (gate) terminal to the gate electrode of the IGBT unit cell A. The longer the length, the longer the length of the gate drive circuit. , The turn-on time of the IGBT unit cell A is delayed.

【0016】一方、この種の横型半導体装置、例えば、
横型IGBT等においては、このIGBTと他の回路と
を含めて集積回路(IC)構成にする場合、ICチップ
面積を最小にできる点、及び、レイアウト上配線を最も
短く簡単にできるとの点から、センス端子及び制御(ゲ
−ト)端子を長方形の横型IGBTの一方の短辺部に並
べて設けるのが普通であり、制御(ゲート)端子から各
IGBTユニットセルAのゲート電極に至るまでのゲー
ト駆動回路の長さはそれぞれ異なっている。
On the other hand, this type of lateral semiconductor device, for example,
In a lateral IGBT or the like, when an integrated circuit (IC) structure is formed by including this IGBT and other circuits, the IC chip area can be minimized and the layout wiring can be the shortest and simplest. , A sense terminal and a control (gate) terminal are usually provided side by side on one short side of a rectangular lateral IGBT, and a gate from the control (gate) terminal to the gate electrode of each IGBT unit cell A is provided. The driving circuits have different lengths.

【0017】ここで、図8(a)、(b)は、図6に示
す既知の横型IGBTがターンオンする際に、メイン電
流とセンス電流との時間的な変化状態を示す特性図であ
って、(a)はアンペア(A)で表わしたメイン電流の
時間的な変化状態、(b)はミリアンペア(mA)で表
わしたセンス電流の時間的な変化状態であり、図8
(a)、(b)において、点線は理想的な時間的な変化
状態、実線は現実の時間的な変化状態を示している。こ
の場合、メイン電流とは横型IGBTを流れる電流、即
ち、後述するメイン部ユニットセルを流れる電流を表わ
し、センス電流とは後述するセンス部ユニットセルを流
れる電流を表わす。
Here, FIGS. 8A and 8B are characteristic diagrams showing a temporal change state of the main current and the sense current when the known lateral IGBT shown in FIG. 6 is turned on. , (A) is a temporal change state of the main current expressed in ampere (A), and (b) is a temporal change state of the sense current expressed in milliampere (mA).
In (a) and (b), a dotted line shows an ideal temporal change state, and a solid line shows an actual temporal change state. In this case, the main current represents a current flowing in the lateral IGBT, that is, a current flowing in a main unit cell described later, and the sense current represents a current flowing in a sense unit cell described later.

【0018】いま、センス電極60において、p型ウエ
ル領域52とn型エミッタ領域53に接触した部分の電
極長手方向の長さと全体のエミッタ電極55のそれとの
比が1:1000である横型IGBTにおいて、図8
(a)、(b)に示すように、この横型IGBTの1A
のメイン電流を、1mAのセンス電流によって制御する
ものとする。この制御において、理想的な制御において
は、点線で示すように、時間t0を起点にしてセンス電
流とメイン電流とは同じ割合で大きくなり、時間t4に
なってメイン電流が1Aに達したとき、センス電流も1
mAに達するようになるので、時間t4以降メイン電流
の高精度制御を行うことができる筈である。とことが、
本発明の発明者等の実験によれば、現実の制御は、実線
で示すように、メイン電流とセンス電流は単純な増大を
行うものでないことが判明した。
Now, in the lateral IGBT in which the ratio of the length in the electrode longitudinal direction of the portion in contact with the p-type well region 52 and the n-type emitter region 53 in the sense electrode 60 to that of the whole emitter electrode 55 is 1: 1000. , Fig. 8
As shown in (a) and (b), 1A of this lateral IGBT
The main current of is controlled by a sense current of 1 mA. In this control, in the ideal control, as shown by the dotted line, the sense current and the main current increase at the same rate from the time t0 as a starting point, and when the main current reaches 1A at time t4, Sense current is also 1
Since the current reaches mA, it should be possible to perform highly accurate control of the main current after time t4. That
Experiments conducted by the inventors of the present invention have revealed that the actual control does not simply increase the main current and the sense current as shown by the solid line.

【0019】かかる制御特性が得られるのは、次のよう
な理由によるものと考えられる。この横型IGBTは、
制御信号を供給するゲートライン62がセンス電極60
の配置側のゲート電極57に接続されているため、時間
t0に制御信号が供給され、センス電極60を有するI
GBTユニットセルA(以下、これをセンス部ユニット
セルという)がタ−ンオンした瞬間には、残りのIGB
TユニットセルA(以下、これをメイン部ユニットセル
という)の中で、センス部ユニットセルに近接配置され
た、例えば、半数程度のメイン部ユニットセルがタ−ン
オンしているに過ぎない。このため、時間t0から時間
t1までの初期段階には、横型IGBTを流れる本来の
メイン電流の半分の電流値が流れるだけである。次に、
時間t1から時間t2の間においては、外部または内部
の動作検出部(図示なし)が横型IGBTのメイン電流
を増大させるように、センス電流の電流値が2倍に増大
され、前記ターンオンした半数程度のメイン部ユニット
セルと時間t1以後にターンオンしたメイン部ユニット
セルの電流値も同様に増大させ、結果的にメイン電流の
値は理想的な値に近づくようになる。続く、時間t2か
ら時間t3の間においては、センス電流の電流値の増大
に伴う前記ターンオンしたメイン部ユニットセルの電流
値の増大、及び、時間t2以後にターンオンしたメイン
部ユニットセルの電流値の加算等により、メイン電流は
急激に増大し、その値は理想的な値を超えるようにな
る。そして、時間t3になって、センス電流の電流値の
増大により、センス電流の値が規定の1mAに達する
と、電流検出回路(図示なし)がその規定電流値への到
達を検出し、センス電流の1mA以上の上昇が抑えられ
る。その結果、メイン電流は、1Aに達する前、例え
ば、0.7A等の時点でその増大が抑えられ、以後、メ
イン電流値が規定の1A以下の0.7Aに一定維持され
るようになる。
The reason why such control characteristics are obtained is considered to be as follows. This lateral IGBT
The gate line 62 for supplying the control signal is the sense electrode 60.
Is connected to the gate electrode 57 on the arrangement side, the control signal is supplied at time t0, and the I electrode having the sense electrode 60 is supplied.
At the moment when the GBT unit cell A (hereinafter referred to as the sense unit cell) turns on, the remaining IGB
Of the T unit cells A (hereinafter, referred to as main unit cells), for example, only about half of the main unit cells arranged in proximity to the sense unit cells are turned on. Therefore, in the initial stage from time t0 to time t1, only half the current value of the original main current flowing through the lateral IGBT flows. next,
Between time t1 and time t2, the current value of the sense current is doubled so that an external or internal operation detection unit (not shown) increases the main current of the lateral IGBT, and about half the turn-on is performed. In the same manner, the current value of the main unit cell and the current value of the main unit cell turned on after the time t1 are also increased, and as a result, the value of the main current comes close to an ideal value. Subsequently, between time t2 and time t3, the current value of the main unit cell that has been turned on increases with the increase of the current value of the sense current, and the current value of the main unit cell that has turned on after time t2 increases. Due to addition or the like, the main current rapidly increases, and its value exceeds the ideal value. Then, at time t3, when the value of the sense current reaches the specified 1 mA due to the increase in the current value of the sense current, a current detection circuit (not shown) detects that the specified current value has been reached, and the sense current is reached. Of 1 mA or more is suppressed. As a result, the increase of the main current is suppressed before reaching 1 A, for example, at 0.7 A, and thereafter, the main current value is constantly maintained at 0.7 A which is equal to or less than the specified 1 A.

【0020】このように、既知の横型IGBTにおいて
は、各IGBTユニットセルのターンオン時間の違いに
よって、メイン電流値を規定の電流値まで確実に上昇さ
せることができないという問題がある。
As described above, in the known lateral IGBT, there is a problem that the main current value cannot be reliably increased to the specified current value due to the difference in the turn-on time of each IGBT unit cell.

【0021】一方、既知のESTは、内部にMOSFE
T部とサイリスタ部とが直列接続された構成であるの
で、自ずと流れる電流を制限する機能を有するものであ
って、この電流の制限機能により、外部負荷の短絡等に
よる過剰電流の通流でESTが破壊するのを防ぐことは
可能である。しかるに、このESTは、センス部を有し
ておらず、しかも、ESTにこのセンス部を付加するこ
とについての試みは何等なされていないため、外部負荷
の電流耐量に合わせて出力電流を適宜制限することがで
きないという問題がある。
On the other hand, the known EST has a MOSFE inside.
Since the T section and the thyristor section are connected in series, the T section and the thyristor section have a function of naturally limiting the flowing current. The current limiting function allows excess current to flow through the EST due to a short circuit of an external load or the like. It is possible to prevent them from being destroyed. However, this EST does not have a sense part, and since no attempt has been made to add this sense part to the EST, the output current is appropriately limited according to the current withstand capacity of the external load. There is a problem that you can not.

【0022】本発明は、前記各問題を解決するものであ
って、その目的は、半導体ユニットセルを多数横方向に
配置構成する場合に、横型半導体装置のメイン電流が規
定値に達するような制御が可能な横型半導体装置を提供
することにある。
The present invention solves each of the problems described above, and an object thereof is to control such that the main current of a lateral semiconductor device reaches a specified value when a large number of semiconductor unit cells are arranged in the lateral direction. It is to provide a lateral semiconductor device capable of

【0023】また、本発明の他の目的は、全体を横型に
構成してメイン電流のセンス機能を付加し、外部負荷の
電流耐量に合わせて出力電流を制限できるようにした横
型半導体装置、とりわけESTを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a lateral type semiconductor device in which the whole is lateral type and a main current sensing function is added so that the output current can be limited according to the current withstanding capacity of an external load, and more particularly, a lateral type semiconductor device. To provide EST.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】前記目的の達成のため
に、本発明は、第1導電型の半導体基体と、前記半導体
基体の1主表面に選択配置された第2導電型の第1半導
体領域と、前記第1半導体領域の表面に選択配置された
第1導電型の第2半導体領域と、前記半導体基体の1主
表面に前記第1半導体領域に離間して選択配置された第
2導電型高不純物濃度の第3半導体領域と、前記半導体
基体の1主表面と第1半導体領域の表面と前記第2半導
体領域の表面にわたって絶縁層を介して配置された制御
電極と、前記第2半導体領域の表面に接触配置された第
1主電極と、前記第3半導体領域の表面に接触配置され
た第2主電極とからなる半導体ユニットセルを横方向に
多数蛇行させるように集積配置し、装置の一端面部に制
御端子とセンス端子とを備えた横型半導体装置であっ
て、1つまたは複数の半導体ユニットセルの第1主電極
を一部長手方向に離間配置させてセンス電極を構成する
とともに、前記センス電極と前記センス端子とをセンス
ラインで接続し、1つまたは複数の半導体ユニットセル
の制御電極と前記制御端子とを制御ラインで接続した第
1の手段を具備する。
To achieve the above object, the present invention provides a semiconductor substrate of a first conductivity type and a first semiconductor of a second conductivity type selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate. A region, a second semiconductor region of the first conductivity type selectively arranged on the surface of the first semiconductor region, and a second conductivity selectively arranged on the one main surface of the semiconductor substrate so as to be separated from the first semiconductor region. A third semiconductor region having a high impurity concentration, a control electrode disposed over one main surface of the semiconductor substrate, a surface of the first semiconductor region, and a surface of the second semiconductor region via an insulating layer, and the second semiconductor A semiconductor device comprising a first main electrode arranged in contact with the surface of the region and a second main electrode arranged in contact with the surface of the third semiconductor region is integrated and arranged so as to meander in a lateral direction. Control and sense terminals on one end of A lateral semiconductor device including: a first main electrode of one or a plurality of semiconductor unit cells, which are partially spaced apart in a longitudinal direction to form a sense electrode, and the sense electrode and the sense terminal are sensed. It is provided with a first means which is connected by a line and which connects the control electrode of one or more semiconductor unit cells and the control terminal by a control line.

【0025】前記他の目的を達成するために、本発明
は、第1導電型の半導体基体と、前記半導体基体の1主
表面に選択配置された第2導電型の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の表面に選択配置された第1導電型
の第2半導体領域と、前記半導体基体の1主表面に前記
第1半導体領域に離間して選択配置された第2導電型高
不純物濃度の第3半導体領域と、前記半導体基体の1主
表面に前記第1半導体領域に隣接して選択配置された第
2導電型高不純物濃度の第4半導体領域と、前記第1半
導体領域及び前記第4半導体領域の各表面に選択配置さ
れた第1導電型高不純物濃度の第5半導体領域と、前記
半導体基体の1主表面と前記第1半導体領域の表面と前
記第2半導体領域の表面にわたって、及び、前記第2半
導体領域の表面と前記第1半導体領域の表面と前記第5
半導体領域の表面にわたってそれぞれ絶縁層を介して配
置された制御電極と、前記第4半導体領域及び前記第5
半導体領域の各表面に接触配置された第1主電極と、前
記第3半導体領域の表面に接触配置された第2主電極と
からなる半導体ユニットセルを横方向に多数蛇行させる
ように集積配置し、装置の一端面部に制御端子とセンス
端子とを備えた第2の手段を具備する。
In order to achieve the above-mentioned other object, the present invention provides a first conductivity type semiconductor substrate and a second conductivity type first semiconductor region selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate.
A second semiconductor region of the first conductivity type selectively arranged on the surface of the first semiconductor region, and a second impurity of high conductivity type selectively arranged on the one main surface of the semiconductor substrate so as to be separated from the first semiconductor region. A third semiconductor region having a high concentration, a fourth semiconductor region having a second conductivity type and a high impurity concentration, which is selectively arranged adjacent to the first semiconductor region on one main surface of the semiconductor substrate, the first semiconductor region and the second semiconductor region. A fifth semiconductor region having a high impurity concentration of the first conductivity type selectively arranged on each surface of the fourth semiconductor region, one main surface of the semiconductor substrate, the surface of the first semiconductor region, and the surface of the second semiconductor region. And a surface of the second semiconductor region, a surface of the first semiconductor region, and the fifth
A control electrode disposed over the surface of the semiconductor region via an insulating layer, the fourth semiconductor region and the fifth semiconductor region, respectively.
A plurality of semiconductor unit cells, each of which has a first main electrode arranged in contact with each surface of the semiconductor region and a second main electrode arranged in contact with the surface of the third semiconductor region, are integrated in a laterally meandering manner. A second means having a control terminal and a sense terminal is provided on one end surface of the device.

【0026】[0026]

【作用】前記第1の手段によれば、多数の半導体ユニッ
トセルの中の1つまたは複数の半導体ユニットセルの一
部にセンス電極を配置構成し、このセンス電極をセンス
ラインに接続するとともに、多数の半導体ユニットセル
の中の1つまたは複数の半導体ユニットセルの制御電極
に制御ラインを接続した構成を採用している。
According to the first means, the sense electrode is arranged in a part of one or a plurality of semiconductor unit cells among a large number of semiconductor unit cells, and the sense electrode is connected to the sense line. The control line is connected to the control electrode of one or a plurality of semiconductor unit cells among a large number of semiconductor unit cells.

【0027】この場合、前記センス電極を有する半導体
ユニットセル(センス部ユニットセル)の配置箇所また
は前記制御ラインに接続される制御電極を有する半導体
ユニットセルの配置箇所をそれぞれ適宜選択すれば、制
御ラインに制御信号が供給された際に、センス部ユニッ
トセルのターンオン時間に対して、残りの半導体ユニッ
トセル(メイン部ユニットセル)のなかの幾つかのもの
のターンオン時間の遅れを、既知のこの種の横型半導体
装置に比べてかなり少なくすることができ、それによっ
て横型半導体装置のメイン電流が規定値に達する以前に
増大が抑えられることがなくなる。そして、横型半導体
装置の電流制御を高精度に行うことができ、電流定格を
規定する際のマ−ジンを小さくすることができるので、
横型半導体装置の集積回路装置内の占有面積も小さくな
り、経済的になる。
In this case, the control line can be selected by appropriately selecting the location of the semiconductor unit cell having the sense electrode (sense unit cell) or the location of the semiconductor unit cell having the control electrode connected to the control line. When a control signal is supplied to the sense unit unit cell, the delay of the turn-on time of some of the remaining semiconductor unit cells (main unit cell) is known with respect to the turn-on time of the sense unit unit cell. This can be made considerably smaller than that of the lateral semiconductor device, so that the increase of the main current of the lateral semiconductor device before it reaches a specified value is not suppressed. Then, the current control of the lateral semiconductor device can be performed with high accuracy, and the margin at the time of defining the current rating can be reduced,
The area occupied by the lateral semiconductor device in the integrated circuit device is also small, which is economical.

【0028】また、前記第2の手段によれば、ESTを
横型に構成するとともに、1つまたは複数のESTユニ
ットセルにセンス電極を配置した構成を採用しているの
で、センス機能を有するESTを得ることができ、外部
負荷の電流耐量に合わせてESTの出力電流値を制限す
ることが可能になる。
Further, according to the second means, since the EST is laterally configured and the sense electrode is arranged in one or a plurality of EST unit cells, the EST having the sensing function is obtained. Therefore, it becomes possible to limit the output current value of the EST according to the withstand current of the external load.

【0029】この場合、ESTは、制御(ゲート)電極
がフローティング状態にある第2半導体領域の両側に絶
縁配置され、制御(ゲート)電極の面積がIGBTやM
OSFETの制御(ゲート)電極に比べて広いので、前
記センス電極を有するESTユニットセル(センス部ユ
ニットセル)の配置箇所または制御(ゲート)ラインに
接続される制御(ゲート)電極を有するESTユニット
セルの配置箇所をそれぞれ適宜選択すれば、センス部ユ
ニットセルのターンオン時間に対して、残りの半導体ユ
ニットセル(メイン部ユニットセル)のなかの幾つかの
もののターンオン時間の遅れを充分に少なくすることが
でき、それによって横型ESTのメイン電流が規定値に
達する以前に増大が抑えられることはない。
In this case, the EST is arranged on both sides of the second semiconductor region in which the control (gate) electrode is in a floating state, and the area of the control (gate) electrode is IGBT or M.
Since it is wider than the control (gate) electrode of the OSFET, the EST unit cell having the control (gate) electrode connected to the location of the EST unit cell (sense unit cell) having the sense electrode or the control (gate) line. By appropriately selecting each of the arrangement positions, the turn-on time of some of the remaining semiconductor unit cells (main unit cells) can be sufficiently reduced with respect to the turn-on time of the sense unit cell. Therefore, the increase in the main current of the lateral EST is not suppressed before reaching the specified value.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0031】図1(a)、(b)は、本発明による横型
半導体装置の第1の実施例の構成を示す構成図であっ
て、(a)は上面図、(b)は1つの半導体ユニットセ
ルにおける横方向の断面図であって、横型半導体装置が
IGBTを構成している例を示すものである。
1A and 1B are configuration diagrams showing the configuration of a first embodiment of a lateral semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is one semiconductor. FIG. 6 is a cross-sectional view of a unit cell in the lateral direction, showing an example in which a lateral semiconductor device constitutes an IGBT.

【0032】図1(a)、(b)において、1はn型低
不純物濃度(n−)の半導体基体、2はp型ウエル領域
(第1半導体領域)、3はn型高不純物濃度(n+)の
エミッタ領域(第2半導体領域)、4はp型高不純物濃
度(p+)のコレクタ領域(第3半導体領域)、5はエ
ミッタ電極(第1主電極)、6はコレクタ電極(第2主
電極)、7はゲート電極(制御電極)、7aはゲート電
極導出部、8は絶縁膜、9は絶縁層、10はセンス電
極、11はセンスライン、12はゲートライン(制御ラ
イン)である。
In FIGS. 1A and 1B, 1 is a semiconductor substrate having an n-type low impurity concentration (n-), 2 is a p-type well region (first semiconductor region), and 3 is an n-type high impurity concentration ( n +) emitter region (second semiconductor region), 4 p-type high impurity concentration (p +) collector region (third semiconductor region), 5 emitter electrode (first main electrode), 6 collector electrode (second semiconductor region) Main electrode), 7 is a gate electrode (control electrode), 7a is a gate electrode lead portion, 8 is an insulating film, 9 is an insulating layer, 10 is a sense electrode, 11 is a sense line, and 12 is a gate line (control line). .

【0033】そして、n型半導体基体1の1主表面には
p型ウエル領域2とp型コレクタ領域4が離間するよう
にそれぞれ選択形成され、p型ウエル領域2の表面には
n型エミッタ領域3が選択形成される。p型ウエル領域
2及びn型エミッタ領域3の各表面にはエミッタ電極5
が接触配置され、p型コレクタ領域4の表面にはコレク
タ電極6が接触配置される。n型半導体基体1の1主表
面とp型ウエル領域2の表面とn型エミッタ領域3の表
面にわたって絶縁膜8を介してゲート電極7が配置さ
れ、エミッタ電極5とゲート電極7との間、及び、コレ
クタ電極6とn型半導体基体1の1主表面との間にそれ
ぞれ絶縁層9が配置される。この場合、エミッタ電極5
及びコレクタ電極6は、IGBTの上面から見て全体的
に櫛形をなすように構成されており、エミッタ電極5と
コレクタ電極6の各歯部が互いに噛合い状態に配置構成
されている。ゲート電極7も、IGBTの上面から見て
全体的に櫛形をなすように構成されている。ここで、図
1(a)に図示の枠Aに囲まれた部分はIGBTユニッ
ト(単位)セルであって、多数のIGBTユニットセル
Aは方向が互いに反転しながら、即ち、蛇行状態に横方
向に連続して形成配置され、これら多数のIGBTユニ
ットセルAの総合により略長方形状の横型IGBTが構
成される。なお、図1(a)には図示されていないが、
横型IGBTの短辺の一端面部には、センス端子とゲー
ト端子(制御端子)が設けられ、同時に、コレクタ端子
及びエミッタ端子も設けられている。
On one main surface of the n-type semiconductor substrate 1, a p-type well region 2 and a p-type collector region 4 are selectively formed so as to be separated from each other, and on the surface of the p-type well region 2, an n-type emitter region is formed. 3 are selectively formed. An emitter electrode 5 is formed on each surface of the p-type well region 2 and the n-type emitter region 3.
Are arranged in contact with each other, and a collector electrode 6 is arranged in contact with the surface of the p-type collector region 4. A gate electrode 7 is arranged over the main surface of the n-type semiconductor substrate 1, the surface of the p-type well region 2 and the surface of the n-type emitter region 3 with an insulating film 8 interposed between the emitter electrode 5 and the gate electrode 7. An insulating layer 9 is arranged between collector electrode 6 and one main surface of n-type semiconductor substrate 1. In this case, the emitter electrode 5
The collector electrode 6 and the collector electrode 6 are configured so as to have a comb shape as a whole when viewed from the upper surface of the IGBT, and the respective tooth portions of the emitter electrode 5 and the collector electrode 6 are arranged so as to mesh with each other. The gate electrode 7 is also configured so as to have a comb shape as a whole when viewed from the upper surface of the IGBT. Here, a portion surrounded by a frame A shown in FIG. 1A is an IGBT unit (unit) cell, and the plurality of IGBT unit cells A have their directions reversed to each other, that is, in a meandering lateral direction. And a plurality of IGBT unit cells A are combined to form a substantially rectangular lateral IGBT. Although not shown in FIG. 1 (a),
A sense terminal and a gate terminal (control terminal) are provided on one end surface portion of the short side of the lateral IGBT, and at the same time, a collector terminal and an emitter terminal are also provided.

【0034】また、図1(a)に示されるように、横型
IGBTの右端及び左端のIGBTユニットセルは第1
及び第2のセンス部ユニットセルを構成するもので、残
りの多数のIGBTユニットセルはメイン部ユニットセ
ルである。これら第1及び第2のセンス部ユニットセル
は、エミッタ電極5の長手方向の一部が離間配置されて
おり、この離間部分が電流検出用センス電極10として
働くものである。この場合、各センス電極10は共通の
センスライン11を介して前記センス端子に接続され
る。一方、図1(a)に示されるように、ゲート電極7
は右端のIGBTユニットセル(第1のセンス部ユニッ
トセル)近傍にゲート電極導出部7aが設けられ、この
ゲート電極導出部7aはゲートライン12を介して前記
ゲート端子に接続される。
Further, as shown in FIG. 1A, the IGBT unit cells at the right end and the left end of the lateral IGBT are the first
And the second sense unit cells, and the remaining many IGBT unit cells are main unit cells. In the first and second sense unit cells, a part of the emitter electrode 5 in the longitudinal direction is arranged so as to be separated from each other, and this separated portion serves as the current detection sense electrode 10. In this case, each sense electrode 10 is connected to the sense terminal via a common sense line 11. On the other hand, as shown in FIG.
Is provided with a gate electrode lead-out portion 7a near the rightmost IGBT unit cell (first sense unit cell), and the gate electrode lead-out portion 7a is connected to the gate terminal through a gate line 12.

【0035】前記構成によるこの横型IGBTは、概
要、次のような過程により所要のスイッチング動作が達
成される。即ち、コレクタ電極6とエミッタ電極5間に
所定の電圧を印加した状態で、ゲート電極7にエミッタ
電極5の電圧よりも所定のしきい値以上のゲート電圧を
供給すると、ゲート電極7の下側のp型ウエル領域2内
にn型チャネルが形成され、それにより電子がn型エミ
ッタ領域3からこのn型チャネルを経てn型半導体基体
1内に流れ込み、これと同時に、ホールがp型コレクタ
領域4からn型半導体基体1内に注入される。このと
き、横型IGBTは、ターンオン状態になり、コレクタ
電極6からエミッタ電極5に向かって電流が通流する。
一方、横型IGBTがオン状態にあるとき、ゲート電極
7へのゲート電圧の供給を停止するか、エミッタ電極5
の電圧よりも低いまたは略等しい制御電圧を供給する
と、p型ウエル領域2内のn型チャネルが消失するの
で、n型半導体基体1内への電子の流れ込みが停止さ
れ、これと同時に、n型半導体基体1内へのホールの注
入も停止され、横型IGBTは、直ちにターンオフ状態
になる。
In the lateral IGBT having the above-mentioned structure, the required switching operation is achieved by the following process. That is, when a gate voltage higher than a predetermined threshold value than the voltage of the emitter electrode 5 is supplied to the gate electrode 7 with a predetermined voltage applied between the collector electrode 6 and the emitter electrode 5, the lower side of the gate electrode 7 , An n-type channel is formed in the p-type well region 2, and electrons flow from the n-type emitter region 3 into the n-type semiconductor substrate 1 through the n-type channel, and at the same time, holes are formed in the p-type collector region. 4 to the n-type semiconductor substrate 1. At this time, the lateral IGBT is turned on, and a current flows from the collector electrode 6 to the emitter electrode 5.
On the other hand, when the lateral IGBT is in the ON state, the supply of the gate voltage to the gate electrode 7 is stopped or the emitter electrode 5
Supply of a control voltage lower than or substantially equal to the voltage of n.sub.2, the n-type channel in the p-type well region 2 disappears, so that the inflow of electrons into the n-type semiconductor substrate 1 is stopped, and at the same time, the n-type The injection of holes into the semiconductor substrate 1 is also stopped, and the lateral IGBT is immediately turned off.

【0036】ここで、図2(a)、(b)は、第1の実
施例の横型IGBTがターンオンする際に、メイン電流
とセンス電流との時間的な変化状態を示す特性図であっ
て、(a)はアンペア(A)で表わしたメイン電流の時
間的な変化状態、(b)はミリアンペア(mA)で表わ
したセンス電流の時間的な変化状態であり、図1
(a)、(b)において、点線は理想的な時間的な変化
状態、実線は現実の時間的な変化状態を示している。な
お、ここでも、メイン電流とは横型IGBTを流れる電
流、即ち、各メイン部ユニットセルを流れる総合電流を
表わし、センス電流とはセンス部ユニットセルを流れる
電流を表わしている。
Here, FIGS. 2A and 2B are characteristic diagrams showing a temporal change state of the main current and the sense current when the lateral IGBT of the first embodiment is turned on. , (A) is a temporal change state of the main current expressed in ampere (A), and (b) is a temporal change state of the sense current expressed in milliampere (mA).
In (a) and (b), a dotted line shows an ideal temporal change state, and a solid line shows an actual temporal change state. Here again, the main current represents the current flowing through the lateral IGBT, that is, the total current flowing through each main unit cell, and the sense current represents the current flowing through the sense unit cell.

【0037】この図2(a)、(b)を用いて、第1の
実施例の横型IGBTにおける電流制御動作について説
明する。ただし、この横型IGBTは、各々のセンス電
極10において、p型ウエル領域2とn型エミッタ領域
3に接触した部分の櫛形電極長手方向の長さと全体のエ
ミッタ電極5のそれとの比が1:2000であり、2つ
のセンス電極10の合計ではその比は1:1000であ
って、図2(a)、(b)に示すように、横型IGBT
の1Aのメイン電流を、1mAのセンス電流によって制
御するものとして説明する。また、この横型IGBTの
電流制御においても、理想的な電流制御は、点線で示す
ように、時間t0を起点にしてセンス電流とメイン電流
とは同じ割合で大きくなり、時間t4になってメイン電
流が1Aに達したとき、センス電流も1mAに達するも
のとする。
The current control operation in the lateral IGBT according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). However, in this lateral IGBT, in each sense electrode 10, the ratio of the length in the comb electrode longitudinal direction of the portion in contact with the p-type well region 2 and the n-type emitter region 3 to that of the entire emitter electrode 5 is 1: 2000. The ratio of the total of the two sense electrodes 10 is 1: 1000, and as shown in FIGS. 2A and 2B, the lateral IGBT
The main current of 1 A is controlled by the sense current of 1 mA. Also in the current control of this lateral IGBT, the ideal current control is that, as shown by the dotted line, the sense current and the main current increase at the same rate starting from time t0, and at time t4, the main current increases. When the current reaches 1 A, the sense current also reaches 1 mA.

【0038】始めに、時間t0にゲートライン12を介
してゲート信号が供給されたとき、時間t0から時間t
1までの第1の期間は、第1のセンス部ユニットセルは
ゲート端子の近くに配置されているため、直ちにターン
オンし、それと同時に、メイン部ユニットセルの中の第
1のセンス部ユニットセルの近くにある幾つかのもの、
例えば、半数程度のものがターンオンする。一方、第2
のセンス部ユニットセルはゲート端子からかなり離れて
配置されているため、この第1の期間にターンオンする
ことはなく、その近傍にある残り半数程度のメイン部ユ
ニットセルもターンオンしていない。このため、第1の
期間は、一方のセンス部ユニットセルの不動作によっ
て、センス電流は理想的なセンス電流の半分の電流にな
り、IGBTから出力されるメイン電流も理想的なメイ
ン電流の半分が出力されるに過ぎない。
First, when the gate signal is supplied through the gate line 12 at time t0, the time t0 to the time t
During the first period up to 1, since the first sense unit cell is located near the gate terminal, it immediately turns on, and at the same time, the first sense unit cell in the main unit cell is turned on. Some things nearby,
For example, about half of them turn on. Meanwhile, the second
Since the sense section unit cells are arranged at a great distance from the gate terminal, they do not turn on during this first period, and the remaining half of the main section unit cells in the vicinity thereof do not turn on either. Therefore, in the first period, the sense current becomes half the ideal sense current due to the non-operation of one sense unit cell, and the main current output from the IGBT is also half the ideal main current. Is only output.

【0039】次に、時間t1から時間t2までの第2の
期間は、既にターンオンしている約半数のメイン部ユニ
ットセルによって規定値の電流を出力させるように、ゲ
ートライン12に供給されるゲート信号が適度に昇圧さ
れる。このため、第1のセンス部ユニットセルを流れる
センス電流、即ち、全体のセンス電流が増大し、このセ
ンス電流の増大に伴って、それぞれターンオンしている
メイン部ユニットセルのメイン電流もセンス電流の増大
と同じ割合で増大する。
Next, in the second period from time t1 to time t2, the gates supplied to the gate line 12 so that about half of the main unit cells that are already turned on output the current of the specified value. The signal is boosted appropriately. Therefore, the sense current flowing through the first sense unit cell, that is, the entire sense current increases, and as the sense current increases, the main current of each main unit cell that is turned on also changes to the sense current. It grows at the same rate as it grows.

【0040】続いて、時間t2から時間t3までの第3
の期間に入ると、オフ状態にあった第2のセンス部ユニ
ットセルがターンオンするようになるので、センス電流
は急激に増大するようになる。また、第3の期間には、
同じくオフ状態にあった残りのメイン部ユニットセルも
次々にターンオンするようになるので、メイン電流はこ
のセンス電流の急激な増大と同じ割合で増大する。そし
て、時間t3になると、センス電流の電流値が規定値の
1mAに達し、これと同時に、メイン電流の電流値も規
定値の1Aに達するようになって、以後、メイン電流の
電流値は、この1Aの値を保つように制御される。かか
るセンス電流とメイン電流の変化状態は、図2(a)、
(b)のカーブ(ロ)に示すようなものになる。
Then, the third time from time t2 to time t3
In the period (2), the second sense unit cell in the off state is turned on, so that the sense current rapidly increases. Also, in the third period,
Similarly, the remaining main unit cells, which were also in the OFF state, are turned on one after another, so that the main current increases at the same rate as the rapid increase of the sense current. Then, at time t3, the current value of the sense current reaches the specified value of 1 mA, and at the same time, the current value of the main current also reaches the specified value of 1 A. Thereafter, the current value of the main current is It is controlled to keep the value of 1A. The change state of the sense current and the main current is shown in FIG.
The curve (b) in (b) is obtained.

【0041】なお、前記IGBTの電流制御において
は、時間t2になると、第2のセンス部ユニットセル及
び残りのメイン部ユニットセルがともにターンオンする
ものとして説明したが、例えば、時間t2に達する以前
に、第2のセンス部ユニットセル及び残りのメイン部ユ
ニットセルがともにターンオンする場合には、センス電
流とメイン電流の変化状態は、図2(a)、(b)のカ
ーブ(イ)に示すようなものになり、一方、時間t2よ
りもやや後に、第2のセンス部ユニットセル及び残りの
メイン部ユニットセルがともにターンオンする場合に
は、センス電流とメイン電流の変化状態は、図2
(a)、(b)のカーブ(ハ)に示すようなものにな
る。
In the current control of the IGBT, it is described that both the second sense unit cell and the remaining main unit cell are turned on at time t2. However, for example, before the time t2 is reached. , When the second sense unit cell and the remaining main unit cell are both turned on, the change states of the sense current and the main current are as shown in the curves (a) of FIGS. 2 (a) and 2 (b). On the other hand, when the second sense unit cell and the remaining main unit cell are both turned on slightly after time t2, the change states of the sense current and the main current are as shown in FIG.
As shown in the curves (c) of (a) and (b).

【0042】このように、本実施例の横型IGBTにお
いては、電流制御を行う場合に、メイン電流とセンス電
流とは、いずれのカーブ(イ)乃至(ハ)に従う場合で
あっても、時間の経過に対応して略相似形の上昇カーブ
を描くので、メイン電流が規定値の1Aに達したとき、
センス電流も同じ規定値の1mAに達するようになり、
結果的に、高精度の電流制御が行われるものである。
As described above, in the lateral IGBT according to the present embodiment, when the current control is performed, the main current and the sense current can be changed with time regardless of which curve (b) to (c) the curve follows. As the rising curve of a similar shape is drawn according to the progress, when the main current reaches the specified value of 1A,
The sense current also reaches the same specified value of 1 mA,
As a result, highly accurate current control is performed.

【0043】次に、図3(a)、(b)は、本発明によ
る横型半導体装置の第2の実施例の構成を示す構成図で
あって、(a)は上面図、(b)は1つの半導体ユニッ
トセルにおける横方向の断面図であって、横型半導体装
置がIGBTを構成している例を示すものである。
Next, FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams showing the configuration of a second embodiment of the lateral semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 3A is a top view and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of one semiconductor unit cell in the lateral direction, showing an example in which a lateral semiconductor device constitutes an IGBT.

【0044】図3(a)、(b)において、7aは第1
のゲート電極導出部、7bは第2のゲート電極導出部、
12−1は第1ゲートライン(制御ライン)、12−2
は第2ゲートライン(制御ライン)であり、その他、図
1(a)、(b)に示された構成要素と同じ構成要素に
ついては同じ符号を付けている。
In FIGS. 3A and 3B, 7a is the first
, A second gate electrode lead-out portion,
12-1 is a first gate line (control line), 12-2
Is a second gate line (control line), and the same components as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals.

【0045】そして、この第2の実施例と前記第1の実
施例との構成の違いは、第1の実施例が横型IGBTの
右端及び左端にそれぞれ第1及び第2のセンス部ユニッ
トセルを設けているのに対し、第2の実施例が横型IG
BTの右端だけに第1のセンス部ユニットセルIGBT
を設けている点、及び、第1の実施例が横型IGBTの
右端の第1のセンス部ユニットセルの近傍のゲート電極
導出部7aにゲートライン12を接続しているのに対
し、第2の実施例が横型IGBTの右端の第1のセンス
部ユニットセルの近傍の第1のゲート電極導出部7aに
第1ゲートライン12−1を接続し、かつ、横型IGB
Tの左端のIGBTユニットセル(メイン部ユニットセ
ル)の近傍の第2のゲート電極導出部7bに第2ゲート
ライン12−2を接続している点だけであって、その他
に、第2の実施例と第1の実施例との間に構成上の違い
はない。
The difference between the configuration of the second embodiment and the configuration of the first embodiment is that the first embodiment has first and second sense unit cells at the right end and the left end of the lateral IGBT, respectively. Whereas the second embodiment is provided with a horizontal IG
The first sense unit cell IGBT is provided only at the right end of the BT.
And that the gate line 12 is connected to the gate electrode lead-out portion 7a in the vicinity of the first sense portion unit cell at the right end of the lateral IGBT in the first embodiment. In the embodiment, the first gate line 12-1 is connected to the first gate electrode lead-out portion 7a near the first sense portion unit cell at the right end of the lateral IGBT, and the lateral IGBT is connected.
It is only that the second gate line 12-2 is connected to the second gate electrode lead-out portion 7b in the vicinity of the IGBT unit cell (main portion unit cell) at the left end of T. In addition, the second embodiment There is no structural difference between the example and the first embodiment.

【0046】前記構成による横型IGBTのスイッチン
グ動作の概要は、本質的に第1の実施例の横型IGBT
のスイッチング動作と同じであるので、第2の実施例の
横型IGBTにおけるスイッチング動作についての説明
は省略する。
The outline of the switching operation of the lateral IGBT having the above-mentioned structure is essentially the lateral IGBT of the first embodiment.
The switching operation in the lateral IGBT according to the second embodiment is omitted because it is the same as the switching operation in the above.

【0047】また、この第2の実施例の横型IGBTに
おける電流制御動作においては、第1及び第2ゲートラ
イン12−1、12−2を介してゲート信号が供給され
ると、第1のセンス部ユニットセルは第1ゲートライン
12−1に直接接続され、また、横型IGBTの左端の
メイン部ユニットセルも第2ゲートライン12−2に直
接接続されているので、いずれも短時間内にターンオン
し、それと同時に、第1のセンス部ユニットセルの近く
にある幾つかのメイン部ユニットセル、例えば、全体の
センス部ユニットセルの中の半数程度、及び、横型IG
BTの左端のメイン部ユニットセルの近くにある幾つか
のメイン部ユニットセル、例えば、全体のメイン部ユニ
ットセルの中の残りの半数程度が同じく短時間内にター
ンオンする。このように、第2の実施例においては、第
1のセンス部ユニットセル、及び、全体のメイン部ユニ
ットセルの中の大部分のメイン部ユニットセルがゲート
信号の供給から短時間を経ない間にいずれもターンオン
するので、メイン電流の時間的変化はセンス電流の時間
的変化にほぼ追従し、メイン電流とセンス電流とは、時
間の経過に対応して、概略、図2(a)、(b)の点線
で示された理想的な変化状態に沿って相似形の上昇カー
ブを描いて上昇するようになり、その結果、メイン電流
が規定値の1Aに達したとき、センス電流も同じ規定値
の1mAに達し、第1の実施例と同様に、高精度の電流
制御が行われるようになる。
In the current control operation of the lateral IGBT according to the second embodiment, when the gate signal is supplied via the first and second gate lines 12-1 and 12-2, the first sense signal is supplied. The sub unit cell is directly connected to the first gate line 12-1, and the left main unit cell of the lateral IGBT is also directly connected to the second gate line 12-2. However, at the same time, some main unit cells near the first sense unit cell, for example, about half of all sense unit cells and the lateral IG.
Some main unit cells near the left main unit cell of the BT, for example, about half of the remaining main unit cells, turn on in the same short time. As described above, in the second embodiment, the first sense unit cells and most of the main unit cells of the entire main unit cells are supplied within a short time after the gate signal is supplied. Since both of them are turned on, the time change of the main current almost follows the time change of the sense current, and the main current and the sense current correspond to the passage of time, and are roughly shown in FIG. As a result, a similar rising curve is drawn along the ideal change state indicated by the dotted line in b), and when the main current reaches the specified value of 1 A, the sense current is also specified. The value reaches 1 mA, and high-precision current control is performed as in the first embodiment.

【0048】次いで、図4(a)、(b)は、本発明に
よる横型半導体装置の第3の実施例の構成を示す構成図
であって、(a)は上面図、(b)は1つの半導体ユニ
ットセルにおける横方向の断面図であって、横型半導体
装置がIGBTを構成している例を示すものである。
Next, FIGS. 4A and 4B are structural views showing the structure of a third embodiment of the lateral semiconductor device according to the present invention, in which FIG. 4A is a top view and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of one semiconductor unit cell in the lateral direction, showing an example in which a lateral semiconductor device constitutes an IGBT.

【0049】図4(a)、(b)において、図3
(a)、(b)に示された構成要素と同じ構成要素につ
いては同じ符号を付けている。
In FIGS. 4A and 4B, FIG.
The same components as those shown in (a) and (b) are designated by the same reference numerals.

【0050】そして、この第3の実施例と前記第2の実
施例との構成の違いは、第2の実施例が横型IGBTの
右端の第1のセンス部ユニットセルの近傍の第1のゲー
ト電極導出部7a、及び、横型IGBTの左端のIGB
Tユニットセル(メイン部ユニットセル)の近傍の第2
のゲート電極導出部7bの双方にそれぞれ第1及び第2
ゲートライン12−1、12−2を接続しているのに対
し、第3の実施例が第1ゲートライン12−1を有して
おらず(第1のゲート電極導出部7aには何も接続され
ていない)、横型IGBTの左端のIGBTユニットセ
ル(メイン部ユニットセル)の近傍の第2のゲート電極
導出部7bに第2ゲートライン12−2を接続している
点だけであって、その他に、第3の実施例と第2の実施
例との間に構成上の違いはない。
The difference between the configurations of the third embodiment and the second embodiment is that the second embodiment has the first gate in the vicinity of the first sense section unit cell at the right end of the lateral IGBT. The electrode lead-out portion 7a and the left end IGBT of the lateral IGBT
Second near the T unit cell (main unit cell)
The first and second gate electrode lead-out portions 7b of both
While the gate lines 12-1 and 12-2 are connected, the third embodiment does not have the first gate line 12-1 (the first gate electrode lead-out portion 7a has nothing. (Not connected), the second gate line 12-2 is connected to the second gate electrode lead-out portion 7b in the vicinity of the leftmost IGBT unit cell (main unit cell) of the lateral IGBT, Other than that, there is no structural difference between the third embodiment and the second embodiment.

【0051】前記構成による横型IGBTのスイッチン
グ動作の概要も、本質的に第1の実施例や第2の実施例
の横型IGBTのスイッチング動作と同じであるので、
第3の実施例の横型IGBTにおけるスイッチング動作
についての説明も省略する。
The outline of the switching operation of the lateral IGBT having the above-described structure is essentially the same as the switching operation of the lateral IGBT of the first and second embodiments.
The description of the switching operation in the lateral IGBT according to the third embodiment is also omitted.

【0052】また、この第3の実施例の横型IGBTに
おける電流制御動作は、第2ゲートライン12−2を介
してゲート信号が供給された第1の期間において、横型
IGBTの左端のメイン部ユニットセルは、第2ゲート
ライン12−2に直接接続されているので、直ちにター
ンオンし、それと同時に、この横型IGBTの左端のメ
イン部ユニットセルの近くにある幾つかのメイン部ユニ
ットセル、例えば、メイン部ユニットセルの中の半数程
度のものが同様にターンオンする。しかし、この第1の
期間に、横型IGBTの右端のセンス部ユニットセル
は、第2ゲートライン12−2の接続箇所から離れてい
るので、ターンオンしておらず、また、センス部ユニッ
トセルの近くにある幾つかのメイン部ユニットセル、例
えば、メイン部ユニットセルの中の半数程度のものもタ
ーンオンしていない。そして、時間が経過し、第1の期
間に続く第2の期間に入ると、ターンオンしていないメ
イン部ユニットセルが順次ターンオンするようになり、
最後に、センス部ユニットセルがターンオンする。この
場合、前記第1の期間には、センス部ユニットセルがオ
フ状態になっていて、センス電流が発生されないので、
オン状態にある半数程度のメイン部ユニットセルを流れ
る電流がセンス電流によって抑制されることはなく、ま
た、前記第2の期間には、センス部ユニットセルがオン
状態になって、センス電流が発生されるが、この時点に
全てのメイン部ユニットセルがオン状態になっている。
そして、センス電流が発生した後は、メイン電流の時間
的変化はセンス電流の時間的変化にほぼ追従するもの
で、メイン電流とセンス電流とは、時間の経過に対応し
て、概略、図2(a)、(b)の点線で示された理想的
な変化状態に沿って相似形の上昇カーブを描いて上昇す
るようになり、その結果、メイン電流が規定値の1Aに
達したとき、センス電流も同じ規定値の1mAに達する
ようになって、第1の実施例と同様に、高精度の電流制
御が行われるものである。
Further, the current control operation in the lateral IGBT of the third embodiment is performed by the left end main unit unit of the lateral IGBT in the first period when the gate signal is supplied through the second gate line 12-2. Since the cell is directly connected to the second gate line 12-2, it immediately turns on, and at the same time, some main unit cells near the left main unit cell of this lateral IGBT, such as the main unit cell, are connected. About half of the unit cells turn on as well. However, during the first period, the sense unit cell at the right end of the lateral IGBT is not turned on because it is far from the connection point of the second gate line 12-2, and is close to the sense unit cell. Some main unit cells in, for example, about half of the main unit cells are not turned on. Then, when time passes and the second period following the first period is entered, the main unit cells that have not been turned on are sequentially turned on,
Finally, the sense unit cell is turned on. In this case, since the sense unit cell is in the OFF state during the first period and no sense current is generated,
The current flowing through about half the main unit cells in the ON state is not suppressed by the sense current, and the sense unit cells are in the ON state during the second period to generate the sense current. However, at this point, all the main unit cells are in the ON state.
After the sense current is generated, the temporal change of the main current almost follows the temporal change of the sense current. The main current and the sense current correspond to the passage of time, and the schematic diagram shown in FIG. When the main current reaches the specified value of 1 A as a result, it follows a similar rising curve along the ideal change state shown by the dotted lines in (a) and (b). The sense current also reaches the same specified value of 1 mA, and high-precision current control is performed as in the first embodiment.

【0053】なお、この第3の実施例においては、セン
ス電流が発生する以前に、メイン電流が既に流れるよう
になっているので、場合によっては、センス電流の発生
時に、全メイン電流の電流値が大きくならないようにす
る手段を設ける必要がある。かかる手段としては、例え
ば、電流検出回路(図示なし)におけるメイン電流の検
出電流値を通常の値よりも低い値に設定し、全メイン電
流が前記検出電流値に達したとき、全メイン電流がそれ
以上増大しないように抑制する手段等を用いればよい。
In the third embodiment, the main current has already flowed before the sense current is generated. Therefore, in some cases, the current value of all the main currents is generated when the sense current is generated. It is necessary to provide some means to prevent the growth of. As such means, for example, the detection current value of the main current in the current detection circuit (not shown) is set to a value lower than the normal value, and when the total main current reaches the detection current value, the total main current is A means or the like may be used for suppressing the increase.

【0054】続いて、図5(a)、(b)は、本発明に
よる横型半導体装置の第4の実施例の構成を示す構成図
であって、(a)は上面図、(b)は1つの半導体ユニ
ットセルにおける横方向の断面図であって、横型半導体
装置がESTを構成している例を示すものである。
Next, FIGS. 5A and 5B are structural views showing the structure of a fourth embodiment of the lateral semiconductor device according to the present invention, in which FIG. 5A is a top view and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of one semiconductor unit cell in the lateral direction, showing an example in which a lateral semiconductor device constitutes an EST.

【0055】図5(a)、(b)において、3’はn型
高不純物濃度(n+)のフローティング領域(第2半導
体領域)、4’はp型高不純物濃度(p+)のアノード
領域(第3半導体領域)、5’はカソード電極、6’は
アノード電極、13はp型高不純物濃度(p+)の半導
体領域(第4半導体領域)、14はn型高不純物濃度
(n+)の半導体領域(第5半導体領域)であって、そ
の他、図1に示された構成要素については同じ符号を付
けている。
In FIGS. 5A and 5B, 3'is a floating region (second semiconductor region) having an n-type high impurity concentration (n +), and 4'is an anode region having a p-type high impurity concentration (p +) ( Third semiconductor region) 5'is a cathode electrode, 6'is an anode electrode, 13 is a p-type high impurity concentration (p +) semiconductor region (fourth semiconductor region), and 14 is an n-type high impurity concentration (n +) semiconductor. The region (fifth semiconductor region) and the other components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0056】そして、n型半導体基体1の1主表面に
は、p型ウエル領域2とp型アノード領域4’が離間す
るようにそれぞれ選択形成され、p型ウエル領域2に隣
接してp型半導体領域13が選択形成される。p型ウエ
ル領域2の表面にはn型フローティング領域3’が選択
形成され、p型ウエル領域2及びp型半導体領域13の
各表面にはn型半導体領域14が選択形成される。p型
半導体領域13及びn型半導体領域14の各表面にはカ
ソード電極5’が接触配置され、p型アノード領域4’
の表面にはアノード電極6’が接触配置される。n型半
導体基体1の1主表面とp型ウエル領域2の表面とn型
フローティング領域3’の表面にわたり、及び、n型フ
ローティング領域3’の表面とp型ウエル領域2の表面
とn型半導体領域14の表面にわたりそれぞれ絶縁膜8
を介してゲート電極7が配置され、カソード電極5’と
ゲート電極7との間、及び、アノード電極6’とn型半
導体基体1の1主表面との間にはそれぞれ絶縁層9が配
置される。この場合、カソード電極5’及びアノード電
極6’は、ESTの上面から見て全体的に櫛形をなすよ
うに構成され、かつ、カソード電極5’とアノード電極
6’の各歯部が互いに噛合い状態に配置構成されてい
る。ゲート電極7も、ESTの上面から見て全体的に櫛
形をなすように構成されている。ここで、図5(a)に
図示の枠Bに囲まれた部分はESTユニット(単位)セ
ルであって、多数のESTユニットセルBは方向が互い
に反転しながら、即ち、蛇行状態に横方向に連続して形
成配置され、これら多数のESTユニットセルBの総合
によって略長方形状の横型ESTが構成される。なお、
図5(a)には図示されていないが、横型ESTの短辺
の一端面部には、センス端子とゲート端子(制御端子)
が設けられ、同時に、アノード端子及びカソード端子も
設けられている。
On one main surface of the n-type semiconductor substrate 1, the p-type well region 2 and the p-type anode region 4'are selectively formed so as to be separated from each other, and the p-type well region 2 is adjacent to the p-type well region 2. The semiconductor region 13 is selectively formed. An n-type floating region 3'is selectively formed on the surface of the p-type well region 2, and an n-type semiconductor region 14 is selectively formed on each surface of the p-type well region 2 and the p-type semiconductor region 13. A cathode electrode 5 ′ is arranged in contact with each surface of the p-type semiconductor region 13 and the n-type semiconductor region 14, and a p-type anode region 4 ′ is provided.
An anode electrode 6'is arranged in contact with the surface of the. Over the main surface of the n-type semiconductor substrate 1, the surface of the p-type well region 2 and the surface of the n-type floating region 3 ′, and the surface of the n-type floating region 3 ′, the surface of the p-type well region 2 and the n-type semiconductor. The insulating film 8 is formed over the surface of the region 14 respectively.
The gate electrode 7 is disposed via the insulating layer 9 and the insulating layer 9 is disposed between the cathode electrode 5 ′ and the gate electrode 7 and between the anode electrode 6 ′ and one main surface of the n-type semiconductor substrate 1. It In this case, the cathode electrode 5 ′ and the anode electrode 6 ′ are configured so as to have a comb shape as a whole when viewed from the upper surface of the EST, and the tooth portions of the cathode electrode 5 ′ and the anode electrode 6 ′ mesh with each other. It is arranged in a state. The gate electrode 7 is also configured so as to have a comb shape as a whole when viewed from the upper surface of the EST. Here, a portion surrounded by a frame B shown in FIG. 5A is an EST unit (unit) cell, and the plurality of EST unit cells B have their directions reversed to each other, that is, in a meandering lateral direction. Are continuously formed and arranged, and a large number of these EST unit cells B are combined to form a substantially rectangular lateral EST. In addition,
Although not shown in FIG. 5A, a sense terminal and a gate terminal (control terminal) are provided on one end surface portion of the short side of the horizontal EST.
Is provided, and at the same time, an anode terminal and a cathode terminal are also provided.

【0057】また、図5(a)に示されるように、横型
ESTの右端のESTユニットセルはセンス部ユニット
セルを構成するもので、残りの多数のESTユニットセ
ルはメイン部ユニットセルである。センス部ユニットセ
ルは、カソード電極5’の長手方向の一部が離間配置さ
れており、この離間部分が電流検出用センス電極10と
して働くものである。この場合、各センス電極10はセ
ンスライン11を介して前記センス端子に接続される。
一方、図5(a)に示されるように、ゲート電極7は前
記右端のESTユニットセル(センス部ユニットセル)
近傍にゲート電極導出部7aが設けられ、このゲート電
極導出部7aはゲートライン12を介して前記ゲート端
子に接続される。
As shown in FIG. 5A, the rightmost EST unit cell of the lateral EST constitutes a sense unit cell, and the remaining many EST unit cells are main unit cells. In the sense unit cell, a part of the cathode electrode 5 ′ in the longitudinal direction is arranged so as to be separated from each other, and this separated part serves as the current detection sense electrode 10. In this case, each sense electrode 10 is connected to the sense terminal via a sense line 11.
On the other hand, as shown in FIG. 5A, the gate electrode 7 is the rightmost EST unit cell (sense unit cell).
A gate electrode lead-out portion 7a is provided in the vicinity, and this gate electrode lead-out portion 7a is connected to the gate terminal via a gate line 12.

【0058】ここにおいて、p型アノード領域4’、n
型半導体基体1、p型ウエル領域2、n型フローティン
グ領域3’からなる部分は、サイリスタ部Tを構成し、
p型ウエル領域2、n型フローティング領域3’、n型
半導体領域14、n型半導体基体1からなる部分は、M
OSFET部Mを構成している。即ち、このESTは、
サイリスタ部TとMOSFET部Mからなる複合体であ
る。
Here, the p-type anode regions 4 ', n
The portion composed of the type semiconductor substrate 1, the p-type well region 2, and the n-type floating region 3 ′ constitutes a thyristor portion T,
The portion formed of the p-type well region 2, the n-type floating region 3 ′, the n-type semiconductor region 14, and the n-type semiconductor substrate 1 is M
It constitutes the OSFET section M. That is, this EST is
It is a composite body composed of a thyristor part T and a MOSFET part M.

【0059】さらに、特定のESTユニットセルBにセ
ンス電極10を設け、センス部ユニットセルを構成する
場合、センス電極10を設ける場所としては、サイリス
タ部Tに設ける場合と、MOSFET部Mに設ける場合
の2通りがある。この場合、サイリスタ部Tに設ける場
合は、センス電極10をp型半導体領域13及びn型半
導体領域14の各表面に接触配置させればよく、MOS
FET部Mに設ける場合は、n型半導体領域14の表面
だけに接触配置させればよい。そして、サイリスタ部T
に設ける場合は、全メイン部ユニットセルにおけるカソ
ード電極5’のn型半導体領域14及びp型半導体領域
に接触した部分の電極長手方向の長さとセンス部ユニッ
トセルにおけるセンス電極10のそれとの比に比例した
電流を正確に取り出すことができるという利点があり、
一方、MOSFET部Mに設ける場合は、前記比例した
電流を取り出すことができないものの、p型アノ−ド領
域4’、n型半導体基体1、p型半導体領域13、n型
半導体領域14からなる寄生サイリスタによる電流変動
の影響を受けにくいという利点がある。
Further, when the sense electrode 10 is provided in a specific EST unit cell B to form the sense unit cell, the place where the sense electrode 10 is provided is in the thyristor T or in the MOSFET M. There are two ways. In this case, when it is provided in the thyristor portion T, the sense electrode 10 may be placed in contact with each surface of the p-type semiconductor region 13 and the n-type semiconductor region 14, and
When it is provided in the FET part M, it may be disposed in contact only with the surface of the n-type semiconductor region 14. And the thyristor part T
In the case of the above, the ratio of the length in the electrode longitudinal direction of the portion of the cathode electrode 5 ′ in all the main unit cells contacting the n-type semiconductor region 14 and the p-type semiconductor region to that of the sense electrode 10 in the sense unit cell is set. There is an advantage that the proportional current can be extracted accurately,
On the other hand, when it is provided in the MOSFET part M, although the proportional current cannot be taken out, it is a parasitic composed of the p-type anode region 4 ′, the n-type semiconductor substrate 1, the p-type semiconductor region 13, and the n-type semiconductor region 14. It has the advantage that it is less susceptible to current fluctuations due to thyristors.

【0060】前記構成によるこの横型ESTは、概要、
次のような過程により所要のスイッチング動作が達成さ
れる。即ち、アノード電極6’とカソード電極5’間に
所定の電圧を印加した状態のとき、ゲ−ト電極7に、カ
ソード電極5’の印加電圧よりも所定のしきい値以上の
ゲート(制御)電圧が印加されないときは、MOSFE
T部Mはオフ状態にあり、サイリスタ部Tも順方向電流
が流れないオフ状態にある。ここで、ゲ−ト電極7に前
記所定のしきい値以上のゲート電圧が印加されると、M
OSFET部Mにおける2つのゲ−ト電極7の下のp型
ウエル領域2内にそれぞれn型チャネルが形成され、こ
れによって電子流がn型半導体領域14から一方のn型
チャネル、n型フロ−ティング領域3’、他方のn型チ
ャネルを介してn型半導体基体1に流れ、ホールは、p
型アノード領域4’からn型半導体基体1内に注入さ
れ、p型ウエル領域2内に集められる。このとき、p型
ウエル領域2は低不純物濃度のもので形成されており、
高いシ−ト抵抗(横方向抵抗)を有するので、p型ウエ
ル領域2とn型半導体基体1とからなるpn接合部が順
バイアスされ、MOSFET部Mがタ−ンオンする。そ
して、MOSFET部Mがタ−ンオンすると、n型半導
体基体1に流れ込む電子流及びn型半導体基体1に注入
されるホールが増大し、サイリスタ部Tもターンオンす
る。一方、このESTがオン状態のときに、ゲ−ト電極
7への前記ゲート電圧の供給を停止すると、MOSFE
T部Mにおけるp型ウエル領域2内に形成されていた2
つのn型チャネルが消滅し、それによりn型半導体基体
1に流れ込む電子流の流れが阻止されるので、MOSF
ET部Mがターンオフされ、また、n型半導体基体1に
注入されるホールの供給も停止されるので、サイリスタ
部Tもターンオフされる。このように、このESTは、
ゲート電極7に印加されるゲート電圧によってオン、オ
フが制御されるものである。
An outline of the horizontal EST having the above-mentioned structure is as follows.
The required switching operation is achieved by the following process. That is, when a predetermined voltage is applied between the anode electrode 6'and the cathode electrode 5 ', the gate (control) is applied to the gate electrode 7 at a predetermined threshold value or more than the applied voltage of the cathode electrode 5'. When no voltage is applied, MOSFE
The T section M is in an off state, and the thyristor section T is also in an off state in which no forward current flows. When a gate voltage above the predetermined threshold value is applied to the gate electrode 7, M
An n-type channel is formed in each of the p-type well regions 2 below the two gate electrodes 7 in the OSFET portion M, so that an electron flow from the n-type semiconductor region 14 to one n-type channel, n-type flow. Flowing through the n-type semiconductor substrate 1 through the n-type channel and the other n-type channel.
It is injected into the n-type semiconductor substrate 1 from the type anode region 4 ′ and collected in the p-type well region 2. At this time, the p-type well region 2 is formed with a low impurity concentration,
Since it has a high sheet resistance (lateral resistance), the pn junction formed by the p-type well region 2 and the n-type semiconductor substrate 1 is forward biased, and the MOSFET section M is turned on. When the MOSFET section M turns on, the electron flow flowing into the n-type semiconductor substrate 1 and the holes injected into the n-type semiconductor substrate 1 increase, and the thyristor section T also turns on. On the other hand, if the supply of the gate voltage to the gate electrode 7 is stopped while the EST is on, the MOSFE
2 formed in the p-type well region 2 in the T portion M
Since the two n-type channels disappear, which blocks the flow of electron flow into the n-type semiconductor substrate 1, the MOSF
Since the ET portion M is turned off and the supply of holes injected into the n-type semiconductor substrate 1 is stopped, the thyristor portion T is also turned off. Thus, this EST is
ON / OFF is controlled by the gate voltage applied to the gate electrode 7.

【0061】また、このESTにおける電流制御動作に
ついては、このESTが、ESTの右端のESTユニッ
トセル(センス部ユニットセル)にセンスライン11を
接続し、しかも、センス部ユニットセルの近傍にあるゲ
ート電極導出部7aにゲートライン12を接続した構成
であるので、基本的に、前述の既知の横型IGBTのタ
ーンオン時の動作特性に類似の動作特性を示すようにな
る。そして、かかる動作特性により、このESTのメイ
ン電流とセンス電流との関係は、図8(a)、(b)に
示すように、センス電流の増大に伴ってメイン電流が順
次増大し、メイン電流が規定値、例えば、1Aまで増大
する以前に、センス電流が規定値に到達して、メイン電
流が規定値以下の0.7A程度に抑制されるようにな
る。
Regarding the current control operation in this EST, this EST connects the sense line 11 to the EST unit cell (sense section unit cell) at the right end of the EST, and further, the gate in the vicinity of the sense section unit cell. Since the structure is such that the gate line 12 is connected to the electrode lead-out portion 7a, the operating characteristic is basically similar to the operating characteristic at the time of turn-on of the known lateral IGBT described above. Due to such operation characteristics, the relationship between the main current of the EST and the sense current is such that the main current sequentially increases as the sense current increases as shown in FIGS. Before reaching a specified value, for example, 1 A, the sense current reaches the specified value, and the main current is suppressed to about 0.7 A, which is less than the specified value.

【0062】しかしながら、このESTにおいても、第
1の実施例に示すように、ESTの右端及び左端のIG
BTユニットセルが第1及び第2のセンス部ユニットセ
ルになるように変更し、これら第1及び第2のセンス部
ユニットセルに各別に第1センスライン及び第2センス
ラインを接続するような構成にするか、第2の実施例に
示すように、センス部ユニットセルの近傍にある(第1
の)ゲート電極導出部7aに(第1の)ゲートライン1
2−1を接続し、かつ、ESTの左端のESTユニット
セルの近傍にある第2のゲート電極導出部7bにも第2
のゲートライン12−2を接続するような構成にする
か、もしくは、第3の実施例に示すように、ゲートライ
ン12または第1のゲートライン12−1を省き、ES
Tの左端のESTユニットセルの近傍にある第2のゲー
ト電極導出部7bだけに第2のゲートライン12−2を
接続するような構成にすれば、これら各実施例の電流制
御動作のところで述べたように、ESTのメイン電流と
センス電流は、時間の経過に対応して、概略、図2
(a)、(b)の点線で示された理想的な変化状態に沿
って相似形の上昇カーブを描いて上昇し、その結果、メ
イン電流が規定値の1Aに達したとき、センス電流も同
じ規定値の1mAに達するようになって、第1乃至第3
の実施例と同様に、高精度の電流制御が行われるもので
ある。
However, also in this EST, as shown in the first embodiment, the IG at the right end and the left end of the EST
A configuration in which the BT unit cells are changed to be the first and second sense unit cells and the first sense line and the second sense line are separately connected to these first and second sense unit cells Or in the vicinity of the sense unit cell as shown in the second embodiment (first
(In) gate electrode lead-out portion 7a (first) gate line 1
2-1 is also connected to the second gate electrode lead-out portion 7b near the EST unit cell at the left end of the EST.
Or the gate line 12 or the first gate line 12-1 is omitted as shown in the third embodiment.
If the second gate line 12-2 is connected only to the second gate electrode lead-out portion 7b near the EST unit cell at the left end of T, the current control operation in each of the embodiments will be described. As described above, the main current and the sense current of the EST are shown in FIG.
When the main current reaches the specified value of 1 A, the sense current also rises when the main current reaches the specified value of 1 A along the ideal change state indicated by the dotted lines in (a) and (b). As the current reaches the same specified value of 1 mA, the first to third
High-precision current control is performed in the same manner as in the above embodiment.

【0063】このように、第4の実施例によれば、これ
までのESTにおいては全く考えられていなかったセン
ス機能の付加を実現することができ、そのセンス機能の
付加によって、負荷の電流耐量に合わせてESTの出力
電流を適宜制限することが可能になる。
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to realize the addition of the sense function which has not been considered at all in the EST up to now, and the addition of the sense function allows the load current withstand capability. It becomes possible to limit the output current of the EST accordingly.

【0064】また、第4の実施例においても、センスラ
イン11やゲートライン12、12−1、12−2の配
置及び接続構成を選択することにより、メイン電流とセ
ンス電流との関係が所要の状態になるようにして、高精
度の電流制御を行うことが可能になる。
Also in the fourth embodiment, the relationship between the main current and the sense current is required by selecting the arrangement and connection configuration of the sense line 11 and the gate lines 12, 12-1, 12-2. It becomes possible to perform high-precision current control by setting the state.

【0065】なお、ESTのゲ−ト電極7は、n型フロ
−ティング領域3’の両側に二重に配置され、IGBT
等の一重に配置のゲ−ト電極に比べて面積が広く、浮遊
容量成分も大きいので、ESTユニットセル相互間にお
いては、タ−ンオン時間差の影響を強く受けるようにな
る。このため、ESTにおいて、前述のように、センス
ライン11やゲートライン12、12−1、12−2の
配置及び接続構成を選択することにより、メイン電流と
センス電流との関係が所要の状態になるようにして、高
精度の電流制御を行うようにすれば、IGBT等におい
て前記高精度の電流制御を行った場合に比べて格段に有
効である。
The EST gate electrodes 7 are doubly arranged on both sides of the n-type floating region 3 ', and
Since the area is larger and the stray capacitance component is larger than that of the single-layered gate electrodes, the EST unit cells are strongly affected by the turn-on time difference. Therefore, in the EST, as described above, by selecting the arrangement and connection configuration of the sense line 11 and the gate lines 12, 12-1, 12-2, the relationship between the main current and the sense current is brought into a desired state. By performing the high-accuracy current control as described above, it is significantly effective as compared with the case where the high-accuracy current control is performed in the IGBT or the like.

【0066】ところで、これまでの実施例においては、
横型半導体装置が横型IGBTまたは横型ESTである
場合を例に挙げて説明してきたが、本発明の横型半導体
装置は、横型IGBTや横型ESTに限られるものでは
なく、他の装置、例えば、横型MOSFETであっても
よい。
By the way, in the above embodiments,
Although the case where the lateral semiconductor device is a lateral IGBT or a lateral EST has been described as an example, the lateral semiconductor device of the present invention is not limited to the lateral IGBT and the lateral EST, and other devices such as a lateral MOSFET. May be

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数の半導体ユニットセルの中の1つまたは複数の半導
体ユニットセルの一部にセンス電極10を配置構成し、
センス電極10をセンスライン11に接続するととも
に、多数の半導体ユニットセルの中の1つまたは複数の
半導体ユニットセルの制御電極7に制御ライン12を接
続し、センス電極10を有する半導体ユニットセル(セ
ンス部ユニットセル)の配置箇所または制御ライン12
に接続される制御電極7を有する半導体ユニットセルの
配置箇所をそれぞれ適宜選択するようにしている。
As described above, according to the present invention,
The sense electrode 10 is arranged in a part of one or a plurality of semiconductor unit cells among a large number of semiconductor unit cells,
The sense electrode 10 is connected to the sense line 11, and the control line 12 is connected to the control electrode 7 of one or a plurality of semiconductor unit cells among a large number of semiconductor unit cells. Part unit cell) placement location or control line 12
The arrangement location of the semiconductor unit cell having the control electrode 7 connected to is properly selected.

【0068】このため、制御ライン12に制御信号が供
給された際に、センス部ユニットセルのターンオン時間
に対する、残りの半導体ユニットセル(メイン部ユニッ
トセル)のなかの幾つかのもののターンオン時間の遅れ
を、既知のこの種の横型半導体装置に比べてかなり少な
くすることができ、それによって横型半導体装置のメイ
ン電流が規定値に達する以前に増大が抑えられることが
なく、しかも、横型半導体装置の電流制御を高精度に行
うことができるという効果がある。この他にも、電流定
格を規定する際のマ−ジンを小さくすることができるの
で、横型半導体装置の集積回路装置内の占有面積も小さ
くなって、経済的になるという副次的な効果もある。
Therefore, when the control signal is supplied to the control line 12, the turn-on time of some of the remaining semiconductor unit cells (main unit cells) is delayed from the turn-on time of the sense unit cells. Can be significantly reduced compared to known lateral semiconductor devices of this type, whereby the increase of the main current of the lateral semiconductor device is not suppressed before reaching a specified value, and the current of the lateral semiconductor device is also suppressed. There is an effect that the control can be performed with high accuracy. In addition to this, since the margin for defining the current rating can be reduced, the area occupied in the integrated circuit device of the lateral semiconductor device is also reduced, which has the secondary effect of being economical. is there.

【0069】また、本発明によれば、ESTを横型に構
成するとともに、1つまたは複数のESTユニットセル
にセンス電極10を配置している。
Further, according to the present invention, the EST is formed laterally and the sense electrode 10 is arranged in one or a plurality of EST unit cells.

【0070】このため、センス機能を有するESTを得
ることができ、外部負荷の電流耐量に合わせてESTの
出力電流値を制限することが可能になるという効果があ
る。
Therefore, it is possible to obtain the EST having the sensing function, and it is possible to limit the output current value of the EST in accordance with the withstand current of the external load.

【0071】この場合、ESTは、ゲート電極7がフロ
ーティング状態にある第2半導体領域3’の両側に絶縁
配置され、そのゲート電極7の面積がIGBT等のゲー
ト電極の面積に比べて広いので、センス電極10を有す
るESTユニットセル(センス部ユニットセル)の配置
箇所またはゲートライン12の接続箇所をそれぞれ適宜
選択すれば、センス部ユニットセルのターンオン時間に
対する、残りの半導体ユニットセル(メイン部ユニット
セル)のなかの幾つかのもののターンオン時間の遅れを
充分に少なくすることができ、それによって横型EST
のメイン電流が規定値に達する以前に増大が抑えられる
ことはなく、横型ESTの電流制御を高精度に行うこと
ができるという効果がある。
In this case, the EST is arranged so as to be insulated on both sides of the second semiconductor region 3'where the gate electrode 7 is in a floating state, and the area of the gate electrode 7 is wider than the area of the gate electrode such as the IGBT. By appropriately selecting the arrangement location of the EST unit cell (sense unit cell) having the sense electrode 10 or the connection location of the gate line 12, the remaining semiconductor unit cells (main unit cell) for the turn-on time of the sense unit cell ), The turn-on time delay of some of the
The increase in the main current is not suppressed before reaching the specified value, and the current control of the horizontal EST can be performed with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による横型半導体装置の第1の実施例の
構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a first embodiment of a lateral semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に図示の実施例の横型IGBTがターンオ
ンする際に、メイン電流とセンス電流との時間的な変化
状態を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a temporal change state of a main current and a sense current when the lateral IGBT of the embodiment shown in FIG. 1 is turned on.

【図3】本発明による横型半導体装置の第2の実施例の
構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a second embodiment of a lateral semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明による横型半導体装置の第3の実施例の
構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a third embodiment of a lateral semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明による横型半導体装置の第4の実施例の
構成を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a lateral semiconductor device according to the present invention.

【図6】既知の横型IGBTの構成の一例を示す構成図
である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a known lateral IGBT.

【図7】既知のESTの構成の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a known EST.

【図8】図6に図示の既知の横型IGBTがターンオン
する際に、メイン電流とセンス電流との時間的な変化状
態を示す特性図である。
8 is a characteristic diagram showing a temporal change state of a main current and a sense current when the known lateral IGBT shown in FIG. 6 is turned on.

【符号の説明】 1 n型低不純物濃度(n−)の半導体基体 2 p型ウエル領域(第1半導体領域) 3 n型高不純物濃度(n+)のエミッタ領域(第2半
導体領域) 3’ n型高不純物濃度(n+)のフローティング領域
(第2半導体領域) 4 p型高不純物濃度(p+)のコレクタ領域(第3半
導体領域) 4’ p型高不純物濃度(p+)のアノード領域(第3
半導体領域) 5 エミッタ電極(第1主電極) 5’ カソード電極(第1主電極) 6 コレクタ電極(第2主電極) 6’ アノード電極(第2主電極) 7 ゲート電極(制御電極) 7a ゲート電極導出部(第1のゲート電極導出部) 7a 第2のゲート電極導出部 8 絶縁膜 9 絶縁層 10 センス電極 11 センスライン 12 ゲートライン(制御ライン) 12−1 第1ゲートライン 12−2 第2ゲートライン 13 p型高不純物濃度(p+)の半導体領域(第4半
導体領域) 14 n型高不純物濃度(n+)の半導体領域(第5半
導体領域)
[Description of Reference Signs] 1 n-type low impurity concentration (n−) semiconductor substrate 2 p-type well region (first semiconductor region) 3 n-type high impurity concentration (n +) emitter region (second semiconductor region) 3 ′ n Type high impurity concentration (n +) floating region (second semiconductor region) 4 p-type high impurity concentration (p +) collector region (third semiconductor region) 4 ′ p-type high impurity concentration (p +) anode region (third)
Semiconductor region) 5 emitter electrode (first main electrode) 5'cathode electrode (first main electrode) 6 collector electrode (second main electrode) 6'anode electrode (second main electrode) 7 gate electrode (control electrode) 7a gate Electrode leading part (first gate electrode leading part) 7a Second gate electrode leading part 8 Insulating film 9 Insulating layer 10 Sense electrode 11 Sense line 12 Gate line (control line) 12-1 First gate line 12-2 No. 2 gate line 13 p-type high impurity concentration (p +) semiconductor region (fourth semiconductor region) 14 n-type high impurity concentration (n +) semiconductor region (fifth semiconductor region)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基体と、前記半導体
基体の1主表面に選択配置された第2導電型の第1半導
体領域と、前記第1半導体領域の表面に選択配置された
第1導電型の第2半導体領域と、前記半導体基体の1主
表面に前記第1半導体領域に離間して選択配置された第
2導電型高不純物濃度の第3半導体領域と、前記半導体
基体の1主表面と第1半導体領域の表面と前記第2半導
体領域の表面にわたって絶縁層を介して配置された制御
電極と、前記第2半導体領域の表面に接触配置された第
1主電極と、前記第3半導体領域の表面に接触配置され
た第2主電極とからなる半導体ユニットセルを横方向に
多数蛇行させるように集積配置し、装置の一端面部に制
御端子とセンス端子とを備えた横型半導体装置であっ
て、1つまたは複数の半導体ユニットセルの第1主電極
を一部長手方向に離間配置させてセンス電極を構成する
とともに、前記センス電極と前記センス端子とをセンス
ラインで接続し、1つまたは複数の半導体ユニットセル
の制御電極と前記制御端子とを制御ラインで接続したこ
とを特徴とする横型半導体装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a first semiconductor region of a second conductivity type selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate, and a first semiconductor region selectively arranged on the surface of the first semiconductor region. A second semiconductor region of one conductivity type; a third semiconductor region of high impurity concentration of the second conductivity type, which is selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate and spaced apart from the first semiconductor region; A control electrode disposed over the main surface, the surface of the first semiconductor region, and a surface of the second semiconductor region with an insulating layer interposed therebetween; a first main electrode disposed in contact with the surface of the second semiconductor region; 3. A horizontal semiconductor device in which a plurality of semiconductor unit cells each including a second main electrode arranged in contact with the surface of the semiconductor region are arranged in a zigzag manner in the lateral direction, and a control terminal and a sense terminal are provided on one end face of the device. And one or more Controlling one or a plurality of semiconductor unit cells by partially arranging a first main electrode of the semiconductor unit cell in a longitudinal direction to form a sense electrode and connecting the sense electrode and the sense terminal with a sense line. A lateral semiconductor device, wherein an electrode and the control terminal are connected by a control line.
【請求項2】 前記センス電極を有する複数の半導体ユ
ニットセルは、互いに離間して配置されていることを特
徴とする請求項1記載の横型半導体装置。
2. The lateral semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor unit cells having the sense electrodes are arranged apart from each other.
【請求項3】 前記制御電極に前記制御ラインが接続さ
れている複数の半導体ユニットセルは、互いに離間配置
されていることを特徴とする請求項1記載の横型半導体
装置。
3. The lateral semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor unit cells in which the control lines are connected to the control electrodes are arranged apart from each other.
【請求項4】 前記複数の半導体ユニットセルは、横方
向に集積配置した半導体ユニットセルの中の両端のもの
であることを特徴とする請求項2もしくは3に記載の横
型半導体装置。
4. The lateral semiconductor device according to claim 2, wherein the plurality of semiconductor unit cells are provided at both ends of the semiconductor unit cells arranged in a lateral direction.
【請求項5】 前記横型半導体装置は、絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ(IGBT)であることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載の横型半導体装
置。
5. The lateral semiconductor device according to claim 1, wherein the lateral semiconductor device is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
【請求項6】 第1導電型の半導体基体と、前記半導体
基体の1主表面に選択配置された第2導電型の第1半導
体領域と、前記第1半導体領域の表面に選択配置された
第1導電型の第2半導体領域と、前記半導体基体の1主
表面に前記第1半導体領域に離間して選択配置された第
2導電型高不純物濃度の第3半導体領域と、前記半導体
基体の1主表面に前記第1半導体領域に隣接して選択配
置された第2導電型高不純物濃度の第4半導体領域と、
前記第1半導体領域及び前記第4半導体領域の各表面に
選択配置された第1導電型高不純物濃度の第5半導体領
域と、前記半導体基体の1主表面と前記第1半導体領域
の表面と前記第2半導体領域の表面にわたって、及び、
前記第2半導体領域の表面と前記第1半導体領域の表面
と前記第5半導体領域の表面にわたってそれぞれ絶縁層
を介して配置された制御電極と、前記第4半導体領域及
び前記第5半導体領域の各表面に接触配置された第1主
電極と、前記第3半導体領域の表面に接触配置された第
2主電極とからなる半導体ユニットセルを横方向に多数
蛇行させるように集積配置し、装置の一端面部に制御端
子とセンス端子とを備えていることを特徴とする横型半
導体装置。
6. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a first semiconductor region of a second conductivity type selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate, and a first semiconductor region selectively arranged on the surface of the first semiconductor region. A second semiconductor region of one conductivity type; a third semiconductor region of high impurity concentration of the second conductivity type, which is selectively arranged on one main surface of the semiconductor substrate and spaced apart from the first semiconductor region; A fourth semiconductor region having a second conductivity type and a high impurity concentration, which is selectively arranged on the main surface adjacent to the first semiconductor region;
A fifth semiconductor region of a first conductivity type and a high impurity concentration, which is selectively arranged on each surface of the first semiconductor region and the fourth semiconductor region, one main surface of the semiconductor substrate, a surface of the first semiconductor region, and Over the surface of the second semiconductor region, and
Control electrodes arranged over the surface of the second semiconductor region, the surface of the first semiconductor region, and the surface of the fifth semiconductor region via insulating layers, and the fourth semiconductor region and the fifth semiconductor region, respectively. A plurality of semiconductor unit cells, each of which has a first main electrode arranged in contact with the surface and a second main electrode arranged in contact with the surface of the third semiconductor region, are arranged in a zigzag manner in the lateral direction, and one end of the device is provided. A lateral semiconductor device having a control terminal and a sense terminal on a surface thereof.
【請求項7】 前記横型半導体装置は、1つまたは複数
の半導体ユニットセルの第1主電極を一部長手方向に離
間配置させてセンス電極を構成するとともに、前記セン
ス電極と前記センス端子とをセンスラインで接続し、1
つまたは複数の半導体ユニットセルの制御電極と前記制
御端子とを制御ラインで接続したことを特徴とする請求
項6記載の横型半導体装置。
7. The lateral semiconductor device forms a sense electrode by partially arranging first main electrodes of one or a plurality of semiconductor unit cells in a longitudinal direction so that the sense electrode and the sense terminal are separated from each other. Connect with a sense line, 1
7. The lateral semiconductor device according to claim 6, wherein the control electrode of one or a plurality of semiconductor unit cells and the control terminal are connected by a control line.
【請求項8】 前記横型半導体装置は、エミッタスイッ
チトサイリスタ(EST)であることを特徴とする請求
項6乃至7のいずれかに記載の横型半導体装置。
8. The lateral semiconductor device according to claim 6, wherein the lateral semiconductor device is an emitter-switched thyristor (EST).
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